STP,RSTP,MSTP生成树协议培训.doc

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1、生成树协议(SpanningTreeProtocol)一、基本含义生成树是一个交换网络中检测交消除冗余链路以防止出现二层循环的一个协议。如果不运行STP，帧有可能会在网络中循环发送，流量极剧升高，最后使整个网络彻底瘫痪。STP最初是一个较慢的基于软件实现的一个桥接规范(IEEE802.1D)，现在已经是一个相当成熟的协议了，可以在一个具有多VLAN、大量交换机、多厂商的复杂环境中很好的实施。二、运行机制具有最低的桥ID(BID)的交换机每个VLAN的根桥(rootbridge)，BID由桥优先级和交换机的MAC地址组成。最初，所有的交换出都将发出包括自己BID及到达自己的路径代价(pa

2、thcost)在内的桥接协议数据单元(BPDUs)，这样就可以检测出rootbridge和到达rootbridge的最小代价的路径，从rootbridge发出的BPDUs中包含的附加设置将覆盖交换机的本地配置，这样整个网络就使用一个一致的时钟。网络拓朴将按照下述步骤进行收敛：1．在整个生成树域中选举出一个唯一的rootbridge；2．在每个非rootbridge的交换机上选举出一个root端口(面向rootbridge)；3．在每一段中选举出一个designated端口用于转发BPDU；4．非designated端口切换到block状态。基本的计时器缺省值(秒)、名称和功能：1．He

3、llo控制发送BPDU，缺省值为2。2．ForwardDelay(Fwddelay)控制在listening和learning状态下引起拓朴改变的进程，缺省值为15。3．Maxage控制交换机为当前拓朴选择一个候选路径的时间，maxage超时后，交换机将从处于Blocking状态的端口中选择一个新的root端口，如果没有blooking端口可用，它将在指定端口上声称自己将成为rootbridge，缺省值为20。端口状态含义到下一个状态的缺省时间：1．Disabled管理员Shutdown不适用2．Blocking接收BPDUs，不转发用户数据监测收到的BPDUs为Maxage超时等待2

4、0秒，或在检测到本地失效时直接进行状态切换。3．Listening发送和接收BPDUs，检测是否需要BlockingFwddelay计时器(等15秒)4．Learning建立拓朴或CAM表Fwddelay计时器(15秒)5．Forwarding转发数据总的基本拓朴转换时间：20+2(15)=50秒直接链路失效为30秒三、BPDU用于配置的BPDU流量：　　用于配置的BPDUs每隔一个hello间隔从RootBridge的所有端口发到叶交换机上面，用于维护整个生成树的状态。在稳定状态，BPDU流量是单向的，Root端口和blocking端口仅接收用于配置的BPDUs，而指定端口只发送用于

5、配置的BPDUs。如果RootBridge失效或所有连接到RootBridge的链路都失效了，在Maxage计时器超时后重新进行选举。拓朴变化提示(TCN)BPDUs流：拓朴变化提示BPDUs在检测到生成树的拓朴发生改变时由叶交换发到RootBridge，Root端口只发送TCNs，而指定端口只接收TCNs.　　TCNBPDU在发向RootBridge中的每一步都被确认，这是一个可靠的机制，一旦到达RootBridge，RootBridge将通过一个将TCN标记设置为Maxage+Fwddely(缺省为35秒)的用于配置的BPDU向整个生成树域宣告这个拓朴变化的发生，使所有的交换机将它

6、们的MAC老化计时器从5分钟(缺省的)修改为Fwddelay(缺省为15秒)所规定的时间间隔。快速生成树协议(RapidSpanningTreeProtocol)一、STP的弊端SpanningTree的算法广泛运用于二层以太网的收敛和自愈，但是由于它的出现是在局域网的初期所开发的技术，所以它也存在着一些弊端，主要有以下几个不足。1、二层数据网的收敛时间过长根据802.1d的算法，每个叶结点的初始化时间约为30秒钟，整个拓扑的收敛将会在45秒左右，即使是一个以太网端口由于插入计算机也需要这个过程。而我们知道一旦在关键网络如主机核心机房的连接，用户期望的值往往要短的多。2、网络拓扑容易引

7、起全局波动由于802.1d的理论没有域的概念，网络中用户增加或减少设备、设备配置的改变往往会引起全局不必要的波动，用户如果改变其设备参数甚至能引起bridgeroot的改变，出现通信网络的中断。这造成用户在大规模的数据网络中不敢轻易使用802.1d的算法。二、RSTP的改进算法为了解决STP协议的这个缺陷，在世纪之初IEEE推出了802.1w标准，作为对802.1D标准的补充。在IEEE802.1w标准里定义了快速生成树协议RSTP（Rapid